Автоматичне регулювання кількості рідкого холодильного агента, що подається у випарник

При нормальній роботі рідина у випарник надходить у кількості, що википає. Якщо рідини буде надходити більше, то випарник переповнюється і рідина потрапляє у всмоктувальну лінію, і компресор, що знижує його продуктивність, може викликати гідравлічний удар. Якщо ж рідина буде надходити у випарник у недостатній кількості, то продуктивність випарника зменшиться (зменшиться його активно діюча поверхня), і робота машини буде менш економічною або температура в охолоджуваному об’єкті не буде досягнута.

Заповнення випарника холодильним агентом регулюють за допомогою теплорегулювальних вентилів (ТРВ), що реагують на зміну перегріву пари, яка виходить з випарника.

Терморегулювальні вентилі. Їх застосовують для регулювання заповнення переважно змійовикових випарників (рис. 3.24). Чуттєвим елементом приладу є термочуттєвий балон, з’єднаний капілярною трубкою з порожниною над пружною мембраною, що затиснута між корпусом і кришкою. Ця герметична система заповнена насиченими парами того ж робочого тіла, на якому працює ця установка (чи іншого тіла, близького за термодинамічними властивостями). Термочуттєвий балон кріплять на паровому трубопроводі у місці виходу його з випарника. Мембрана з’єднана з клапаном стрижнем. Клапан перекриває прохідний перетин вентиля. Рідкий холодильний агент, що проходить через кільцевий отвір між сідлом і клапаном вентиля, дроселюється і надходить у випарну систему. Мембрана знаходиться під впливом двох тисків: зверху на мембрану діє тиск пари в чуттєвому елементі р ₀, що визначається температурою на виході з випарника (де притиснутий термобалон); знизу – тиск кипіння р_0.

За способом підведення в порожнину під мембрану тиску р_о розрізняють терморегулювальні вентилі з внутрішнім і зовнішнім вирівнюванням. У вентилях із внутрішнім вирівнюванням (рис, 3.24, а) порожнина під мембраною безпосередньо поєднується з порожниною після дроселювання. У вентилях із зовнішнім вирівнюванням (рис. 3.24, б) порожнина під мембраною відділена від порожнини, у якій знаходиться холодильний агент після дроселювання, кришкою, і з’єднана трубкою з випарником у тому місці, де притиснутий термочуттєвий балон (на виході з випарника).

Рис. 3.24. Схема регулювання заповнення випарника рідким холодильним агентом після перегріву пари: а – терморегулювальний вентиль із внутрішнім тиском, б – терморегулювальний вентиль із зовнішнім тиском:

1 – термочуттєвий балон; 2 – капілярна трубка; 3 – мембрана; 4 – стрижень; 5 – клапан; 6 – пружина; 7 – регулювальний гвинт; 8 – кришка; 9 – трубка

Якщо з випарника виходить вологий чи сухий насичений пар, температура якого дорівнює температурі кипіння, то тиск у чуттєвому елементі Р_о дорівнює тиску у випарнику Р₀.

Отже, мембрана знаходиться під дією однакових тисків, і чуттєвий елемент приладу ніякого сигналу не видає. При цьому клапан вентиля (регулювальний елемент) закритий, тому що він притискається до сідла пружиною, натяг якої регулюється гвинтом (елемент, що задає). При зменшенні рідини у випарнику з нього виходить перегріта пара, у зв’язку з чим тиск пари в чуттєвому елементі над мембраною Р₀ стане більшим, ніж під мембраною Р_0.. Коли різниця зусиль зверху і знизу виявиться достатньою для подолання пружності пружини, клапан почне відкриватися. При підвищенні температури перегріву пари клапан вентиля відкривається більше. Перегрів пари на виході з випарника, при якому почне відкриватися клапан, встановлюють регулювальним гвинтом, що змінює натяг пружини.

Таким чином, у терморегулювальному вентилі зусилля від прогину мембрани (сигнал чуттєвого елемента) і натягу пружини (сигнал елемента, що задає) сприймаються стрижнем (елемент порівняння) і різниця цих зусиль передається клапану (регулю­вальний елемент).

Терморегулювальний вентиль із зовнішнім рівнянням тиску застосовують у випарниках зі значним гідравлічним опором, щоб виключити вплив падіння тиску на виході з випарника.

Рис. 3.25. Схема підключення вентиля